一项技能，抢先商场半步是前驱，但抢先十步就可能是先烈。存在多种技能道路的锂电池，相同逃离不开这个规则。
7月5日，韩国调研组织SNE Research发布了最新的全球动力电池职业TOP10排名，2023年1-5月，宁德年代、比亚迪持续占有前两名，比例分别为26.3%、16.1%，同比增速在所有动力电池供货商中位居前列。韩国“三杰”的LG、三星和 SK On，只要LG动力坚持了小幅添加，三星缩水了0.7%的比例， SK On的地盘丢掉了2.1%。
日本松下是仅有一家上榜的日企，排名第四，占了8.9%的比例。但曾几何时，松下则是全球锂电池的头号霸主，“操控”商场长达10年之久。
日企尽管在锂电池、电动轿车商场上，现已被我国、欧美、韩国远远地甩在了后边，但在固态电池、锂硫电池等下一代电池技能的比赛上，却是“口气”极大。近来全球车企老迈丰田再一次“口出狂言”，宣告固态电池技能与商业化的最新发展——2027年将向商场投进固态电池轿车，充电不到10分钟，就能够行进1200公里。
于是乎，有人忧虑：丰田会不会靠着固态电池一役，抄了我国电动轿车的后路吗？
假如你满足了解光伏、锂电池技能道路的开展进程，就不会无脑地为此忧心如焚了。因为技能上从0到1看似是光鲜、巨大，但实际上从1到100才是最难的。这也是为什么许多企业挑选抢先半步，小步快跑，而不是一味寻求技能的肯定先进性。
固态电池是动力电池的终极形状，是下一代动力电池的主线。这一点，全球早已有一致。
当下，全球电动轿车驶入快车道，除了日企的丰田、日产、本田仍然犹抱琵琶半遮面，我国车企all in电动化，欧美大厂纷繁跟进，“势”能现已显现出来。但购车用户仍然存在着续航短、充电速度慢、安全性的顾忌。
固态电池便是一剂解药，长处多多，可完美化解续航、安全、温度适应性的难题。
首先是能量密度高，对应的是续航才能这个要害目标。比较现在干流的磷酸铁锂、镍钴锰三元正极资料和液态电解质，固态电池直接将液态换做固态电解质，乃至拿掉了中心的隔阂，让能量密度大幅进步。能量密度的凹凸取决于正极、负极资料的比（克）容量及作业电压规模，4.3V现已是液态锂电池的电压极限，而固态电池具有支撑5V以上的优秀电化学窗口，就能够挑选更高比容量的正负极资料。
更浅显的讲，能量密度跟平等质量下单次循环中嵌入、脱出锂离子的数量直接相关，抱负的形式是相同质量下，单位时刻内“转移”的锂离子越多越好，越安全越好，越快越好。
比方磷酸铁锂的正极，200Wh/kg是个天花板，一般也就180Wh/kg。镍钴锰的三元正极优于磷酸铁锂，能量密度凹凸要看镍含量的多寡，3系、4系的三元正极跟8系高镍比就要差一截，后者能挨近300Wh/kg，但300Wh/kg是液态锂电池的极限。假如说液态锂电池搬迁锂离子的数量为0.5，那么，固态电池的搬迁数可直接进步到１，能量密度可倍增，打破500Wh/kg。
其次是安全性，这一点最简单了解。液态的电解质和有机溶剂易挥发、易焚烧，热稳定性较差，一旦产生走漏，起火、爆破是不免的。并且液态锂电池在充放电进程中会呈现锂枝晶成长，穿透隔阂，引发短路。比较，固态电池因为电解质是固态的，热稳定性要好许多。
终究一点，固态电池的循环功能更强，稳定性更优，能够减缓电池失活和退化进程，减缓阑珊，大幅进步锂电池的循环性和寿数，抱负况下可循环次数高达45000次。这一点至关重要，液态锂电池的均匀运用期限只要8-10年，但固态电池寿数延伸后，本钱将会被大幅摊薄，电动轿车比较油车、氢燃料电池车的竞争力也会得到进一步改进。
与磷酸铁锂、三元液态锂电池从千军万马中闯出来相同，固态电池也有道路之分，从正极、负极资料到电解质，挑选不同，也意味着走不同的路，对应不同的功能、安全和本钱。依据可商用的固体电解质的不同，固态电池分为聚合物、氧化物和硫化物三大阵营。
聚合物电解质高温时离子电导率高，触摸性好，界面阻抗可控，但缺点是低温时电导率较低，作业电压高于4V，简单产生电解，故而正在被企业放弃；硫化物的能量密度最高，功能最佳，但工艺杂乱度最高，简单与空气、水产生副反响；全球来看，采纳氧化物作为电解质的企业数量最多，作为中心道路，电导率相对较高、电化学稳定性好、循环功能杰出，制备环境要求低，更简单大规模出产，不过因为界面阻抗高，倍率功能受到了影响。
我国企业挑选氧化物电解质道路的较多，清陶动力、卫蓝新动力、赣锋锂业等皆在此列。宁德年代挑选了技能难度最高、组成工艺最杂乱的硫化物。这一分支中，除了松下、三星、LG化学、美国Solid Power外，日本丰田也在此。
挑选硫化物这一条道路的长处是，一旦构成打破，能很快构成技能壁垒，完结降维冲击，但职业界遍及猜测的大规模商用时刻应该在2028年-2030年。
必须得供认，丰田在硫化物固态电池范畴浸淫多年。20多年前，丰田就在固态电池范畴开端沉积专利。不仅是丰田，日本企业在固态电池范畴很早就构成了专利围住。到到2022年3月，丰田固态电池专利数量1331件，全球排名榜首，相同是日企的松下控股、出光兴产两家排列第二、第三，三星、LG化学两家韩国企业的固态电池专利数量也不少，排在前十。
但锂电池的实质是制作业，研制打破只能决议技能从0到1的跃迁，但终究能不能被商场所承受，并大规模运用，工业链配套才能、可供落地的巨大商场根底才决议了从1到100的进程。一般，人们更垂青前者，反而简单轻视后者工业化的力气。
美国在动力电池开展上的不如意，恰恰说明晰工业支撑的价值。美国尽管是磷酸铁锂锂电池的发明者，但真正将车载锂电池商业化的却是日本。
上世纪80年代，美国物理学家约翰·古德纳夫跟着英国化学家斯坦利·惠廷汉姆的脚步，在锂金属电池难以落地时，探究出了钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂三种正极资料，但彼时燃油车如日中天，电动轿车的商场底子不存在。
10年后的1994年，松下成功研制出了能够循环充电的锂电池，随后，松下、三洋在内的日企简直垄断了全球消费电子的锂电池商场。因而，当年特斯拉寻觅锂电池装车时，尽管一致性、安全性、能量密度要求非消费电子同日而语，但在对比了许多电池后，终究松下的18650圆柱锂电池锋芒毕露。一直到2014年，全球十大动力电池供货商排行中，榜首名始终是松下。
丰田尽管在固态电池技能打破上高举高打，但硫化物的技能道路决议了，除了功能外，本钱、工业链配套、大商场才是肯綮之处。
相同拿美国举例，美国是轮子上的国家，几年前的奥巴马年代就喊着制作业回流，并将锂电池作为中心工业。A123曾经是美国锂电池的旗手，2004年经过将磷酸铁锂正极资料制作成纳米级超小颗粒，大大改进了倍率功能，站到了电动轿车风口之下。2009年，美国政府向A123拨款2.5亿美元，但因为美国劳动力本钱高，工业链配套缺乏，每出产一块电池都亏钱，终究退出了商场。
从实验室到产线，存在着巨大的无法跨越的距离。特别是锂电池制作链条较长，20多个工序，两周以上的下线周期，需求精细操控不同工艺、资料、环境，操作精度从微米级升到纳米级。况且，硫化物电解质的固态电池对工艺要求更为严苛。
不仅仅是工艺打破上存在不确定性，本钱上的考量也适当要害。全固态电池工艺比较液态电池改变较大，触及新增设备、这就摊销、产品质量操控、工程验证周期长等一系列要素。其间难度最大的硫化物电解质固态电池，组成工艺更杂乱，这些都导致出产本钱高企，商业化路上存在巨大的不确定性。
全固态电池能不能装车、上量，本钱、经济性简直是仅有要素。假如固态电池能够协助主机厂降低本钱，商用化也就瓜熟蒂落。
据中邮证券测算，固态电池较液态电池本钱高出30%以上，估计半固态电池规模化量产后，本钱也比当时的液态锂电池高10%-20%。但实际上，这一测算现已适当达观了。能链研究院以为，全固态电池的降本还有很长的路要走，从实验室、中试线到量产，面临着界面问题、资料问题、工程问题等许多应战。
技能道路之争就像赛马，往往是动态改变的，谁能跑出来，谁就能占到一席之地。
所以，国内动力电池企业大都采纳了两条腿走路的战略，短期、长时间都在布局。2023-2024年国内动力电池企业以半固态电池为主，逐渐代替液态锂电池，正负极资料连续磷酸铁锂、镍钴锰三元资料及石墨；2025年，富硅、富锂的负极资料将得到运用；2028年，全固态电池将进入大规模量产、装车阶段，负极将运用比（克）容量更高的锂金属，能量密度打破500Wh/kg。
对动力电池供货商来说，既要吃着碗里的，也要看着锅里的，能量密度350Wh/kg左右的半固态电池现已开端逐渐落地。清陶动力发表，与上汽集团协作研制的半固态电池，估计2025年大规模量产，续航路程1000公里+；卫蓝新动力发展更快，现已向蔚来轿车交付了第一批半固态电池电芯，能量密度为360Wh/kg，是磷酸铁锂电池的2倍，单次充电跑1000公里。
锂硫电池的正极资料采用了硫碳复合物，负极则是更为生动的金属锂，经过氧化复原反响，完结锂离子的移动，完结充放电进程。锂的比（克）容量高达3860mA·h/g，理论能量密度高达2600Wh/kg，是石墨的10倍，磷酸铁锂电池的18倍。
还有一个更大的长处，因为没有镍钴锰等金属，锂硫电池的分量更轻，正极资料的硫也是广泛存在，获取便利，能够从硫磺里加工所得，上一年我国硫磺产值900万吨，这决议了锂硫电池低本钱的特色。
不过，就如固态电池存在资料、工艺难点及本钱阻止，锂硫电池在充放电进程中，正极硫体积胀大、缩短，相同会添加危险，尽管硫碳复合物部分解决了正极体积胀大问题，改进了离子导电性，倍率功能有所进步，但全体循环的稳定性仍然需求验证。
还有一个丧命的问题，液态锂硫电池在充放电进程中，硫化物会与电解质相融，让电池容量急剧下降，直接影响电池的寿数，固态锂硫电池被以为能克服这一技能性缺点。
不管是固态电池，仍是锂硫电池，比较日韩的八面威风，宁德年代、比亚迪等在固态电池技能道路上走得并不快，或者说嗓门上要比丰田低沉得多。
但我国在全球动力电池工业链上现已具有话语权，在资料探究、工艺、本钱操控等方面积累了丰厚的经历。一起考虑到2028年，我国现已有了1.03亿辆新动力轿车，保有量简直是2022年的8倍，这些优势都是在电动轿车上落后的日韩所难以比较的。
结论是，短期看半固态电池，长时间看全固态，更长远看锂硫电池。而下一代动力电池之争，是我国与日韩的对立，欧美将持续缺席。
